Análise de viabilidade do sistema PVT em habitações populares em região de alta vulnerabilidade climática em Belo Horizonte, MG
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Universidade Federal de Minas Gerais
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Tipo
Dissertação de mestrado
Título alternativo
Feasibility Analysis of the PVT System in Social Housing in an Area of High Climatic Vulnerability in Belo Horizonte, MG
Primeiro orientador
Membros da banca
Lucas Paglioni Pataro Faria
Rafael Silva Brandão
Rafael Silva Brandão
Resumo
É notória a quantidade de pesquisas e estudos que indicam o esgotamento dos
recursos naturais, mas sobretudo o conteúdo desses documentos, que relacionam o
crescimento desordenado das cidades aos problemas sociais, sobretudo nas grandes
metrópoles, com impactos de uma urbanização que não leva em consideração fatores
ambientais. O reflexo acontece na qualidade de vida das pessoas, na mobilidade
urbana, na habitação e na produção e consumo energético. Há uma clara necessidade
de fontes mais limpas de energia e, portanto, são oportunos os estudos de viabilidade
de uso da energia renovável na habitação social e energeticamente sustentável.
As tecnologias solares, com o sistema fotovoltaico (SFV), o aquecimento solar térmico
(SAST), e até mesmo a utilização de ambos, de forma integrada (PVT – fotovoltaico
térmico), podem ser um dos caminhos a seguir em favor de meios menos impactantes
de energia e de favorecimento econômico à população de baixa renda envolvida.
O objetivo geral desta pesquisa foi investigar a possibilidade de uso do tecido urbano
para a geração de energia. Mais precisamente, este trabalho apresentou a viabilidade
de implantação do PVT em região de vulnerabilidade sócio-econômica e às mudanças
climáticas em Belo Horizonte, MG, no bairro Novo Aarão Reis.
A metodologia aplicada foi de levantamento de dados populacionais, tanto pelo IBGE,
como pelo Centro de Saúde local, caracterizando a comunidade de baixa renda;
aproximação junto à população através de workshops e distribuição de questionários,
a fim de entender não só o consumo energético das famílias, mas também de
identificar as necessidades comunitárias; modelagem computacional do bairro pelo
software QGIS e simulações paramétricas pelo Rhinoceros, Grasshopper e Ladybug,
para verificação da viabilidade do sistema PVT em comparação com o referencial
teórico levantado.
De acordo com o consumo de eletricidade das famílias, com o levantamento da
incidência da radiação nas coberturas viabilizado pela modelagem, e o tipo do
equipamento PVT a ser utilizado, a pesquisa demonstrou que a malha urbana já
estabelecida pode gerar mais energia elétrica que sua própria demanda na ordem de
33%. Ou seja, a população que muitas vezes faz uso de “gatos” (termo popular para
as PNT – perdas não técnicas) de energia contribuiria com a produção de eletricidade,
gerando segurança e protagonismo de toda a vizinhança em termos energéticos, além
da economia financeira. Aliada à confiabilidade de investimento em aplicações
financeiras de práticas sustentáveis, a tecnologia em questão evidenciou seu
potencial.
Abstract
It is well known the amount of research and studies indicating the depletion of natural
resources, but especially the content of these documents, which link the uncontrolled
growth of cities to social problems, especially in large metropolitan areas, with the
impacts of urbanization that do not take into account environmental factors. The
reflection of this occurs in the quality of life of people, urban mobility, housing, and
energy production and consumption. There is a clear need for cleaner energy sources,
and therefore, studies on the feasibility of using renewable energy in socially and
energetically sustainable housing are timely.
Solar technologies, with the photovoltaic system (SFV), solar thermal heating (SAST),
and even the use of both integrated (PVT – photovoltaic-thermal), can be one of the
paths to follow towards less impactful energy solutions and economic support for the
low-income population involved.
The general objective of this research was to investigate the possibility of using urban
fabric for energy generation. More precisely, this study presented the feasibility of
implementing PVT in a region of socio-economic vulnerability and climate change
impacts in Belo Horizonte, MG, in the neighborhood of Novo Aarão Reis.
The applied methodology involved gathering population data, both from the IBGE
(Brazilian Institute of Geography and Statistics) and the local Health Center,
characterizing the low-income community; engaging with the population through
workshops and questionnaire distribution, in order to understand not only the energy
consumption of families but also to identify community needs; computational modeling
of the neighborhood using the QGIS software and parametric simulations through
Rhinoceros, Grasshopper, and Ladybug, to assess the feasibility of the PVT system in
comparison with the theoretical framework raised.
Based on the electricity consumption of the families, the assessment of radiation
incidence on the rooftops made possible by the modeling, and the type of PVT
equipment to be used, the research demonstrated that the already established urban
fabric can generate more electricity than its own demand, by around 33%. That is, the
population, which often resorts to "energy theft" (a popular term for Non-Technical
Losses - NTL), could contribute to electricity production, generating security and
energy leadership for the entire neighborhood, in addition to financial savings. Coupled
with the reliability of investment in sustainable financial practices, the technology in
question highlighted its potential.
Assunto
Energia solar, Habitação popular, Arquitetura e conservação de energia
Palavras-chave
Potencial energético dos sistemas solares, Moradias vulneráveis, Energia sustentável
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